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IDENTIFICATION DES
PLASTIQUES ET DES
ÉLASTOMÈRES
TESTS MINIATURISÉS
F. RÉMILLARD
CENTRE DE CONSERVATION DU QUÉBEC
2007
TABLE DES MATIÈRES
Introduction ............................................................................................................................ 3
TEST DE BEILSTEIN ........................................................................................................ 8
TEST À LA DIPHÉNYLAMINE .................................................................................... 10
TEST À L'ACÉTATE DE PLOMB ................................................................................... 12
TEST À L'HYDROCHLORURE D'HYDROXYLAMINE ................................................. 14
INDICATEUR DE FORMALDÉHYDE ......................................................................... 16
TEST DE MOLISCH ........................................................................................................ 18
TEST AU (DIMÉTHYLAMINO)BENZALDÉHYDE........................................................ 20
ANNEXES........................................................................................................................ 22
Tableau 1 Valeurs de pH des vapeurs de combustion obtenues du chauffage de
matériaux en feuille................................................................................... 23
Tableau 2 pH des vapeurs de combustion des plastiques Litmus et papier pH ....... 23
Tableau 3 Gravité spécifique de quelques plastiques ................................................ 24
Tableau 4 Gravité spécifique des plastiques .............................................................. 25
Tableau 5 Densités approximatives de certains plastiques ........................................ 26
Identification des plastiques et des élastomères
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INTRODUCTION
Les tests d'identification des plastiques et des élastomères présentés dans les pages qui
suivent sont issus de la littérature scientifique sur le sujet. D'ailleurs, à la fin de chacun,
nous citons les sources. Notre travail s'est donc limité à miniaturiser les tests existants.
Le restaurateur a souvent besoin de caractériser un matériau pour comprendre ou anticiper
son comportement dans le temps, pour décider d'un traitement, pour authentifier ou dater
un objet. Or, les objets qu'il doit traiter sont souvent uniques, précieux et irremplaçables.
Il nous fallait mettre au point des méthodes de prélèvement qui fonctionnent avec le plus
petit échantillon possible. Nous les voulions également
ƒ simples à mettre en œuvre,
ƒ ne nécessitant aucun équipement sophistiqué,
ƒ utilisant des produits peu coûteux
ƒ fournissant des résultats immédiats, fiables et reproductibles.
La méthode par frottis et le brûlage en pipette figurent à la base de plusieurs de nos tests.
Méthode par frottis
La méthode par frottis
consiste à passer
délicatement la surface de
l’objet à analyser sur la
partie dépolie d’une lame
de microscope.
Le prélèvement par frottis consiste à passer
délicatement la surface de l'objet sur l'extrémité
dépolie d'une lame de microscope. Ensuite, c'est au
contact de ce frottis que réagiront les réactifs déposés
sur la partie dépolie de la lame. Les lames de
microscope sont d'usage courant en laboratoire et peu
coûteuses. Les tests par frottis, lorsqu'ils sont
applicables, présentent l'avantage d'utiliser un
prélèvement invisible à l'œil nu et à peine détectable
sous binoculaire.
Le réactif est ensuite ajouté sur le trait laissé par le
frottement de l’objet sur la lame.
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Méthode par pyrolyse
Le brûlage en pipette Pasteur est très efficace à plusieurs égards. Tout comme les lames de
microscope, les pipettes, d'usage courant en laboratoire, sont peu coûteuses. L'extrémité
capillaire de la pipette se colmate rapidement lorsqu'elle est exposée à la flamme.
Exposée à la flamme, l’extrémité capillaire d’une pipette
Pasteur met peu de temps à se colmater.
L’extrémité tubulaire de la pipette Pasteur sert d’entonnoir
pour collecter le minuscule échantillon et le diriger vers la
partie capillaire.
L'extrémité tubulaire, quant à elle, facilite la cueillette de l'échantillon. Elle peut accueillir
des bandes indicatrices ou des cotons-tiges imprégnés de réactif. Une fois l'échantillon et
les indicateurs en place, la pipette est fermée par un petit bouchon (pâte à modeler de type
plasticine). L'échantillon logé dans la partie capillaire, réagit à la flamme. Il est alors
possible d'observer son comportement à la chaleur : si l'échantillon ramollit et fond avant
de se décomposer, il pourrait être de la catégorie des thermoplastiques, puisque les
thermodurcissables conservent leur forme jusqu'à ce qu'ils atteignent la température de
combustion. À ce moment, ils se décomposent. De plus, les vapeurs de combustion étant
capturées, elles réagissent avec les réactifs des indicateurs présents dans la chambre. Le
résultat est disponible en tout au plus
quelques minutes. Ensuite, il suffit de retirer
le bouchon pour dégager l'odeur de
combustion. Celle-ci, qui est l'habituelle
source d'information de ce test, est
concentrée dans le tube et y demeure
emprisonnée. Même minuscules, les
échantillons y libèrent des odeurs facilement
détectables. L'analyse olfactive peut être
effectuée aussi longuement et répétitivement
que nécessaire – ce qui n'est pas le cas
Une fois l’échantillon et l’indicateur en place, la
lorsqu'on brûle en flamme ouverte.
pipette est scellée avec un bouchon de pâte à
modeler (Plasticine). L’échantillon peut ensuite
être présenté à la flamme afin de libérer les
vapeurs de combustion.
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Mesure du pH et de la gravité spécifique
Le pH des vapeurs de combustion représente une piste utile pour l'identification des
plastiques. Une bande indicatrice de pH est introduite dans la partie tubulaire de la pipette.
Nous avons obtenu de bons résultats avec les bandes ColorPhast de Merck. La bande étant
un peu trop large, elle est d’abord coupée dans le sens de la longueur. Elle est pliée et
trempée dans l’eau avant d’être glissée dans la pipette. En se dépliant contre la paroi
tubulaire, la bande se maintient en place. La pipette est alors fermée par un bouchon de
plasticine. Le minuscule échantillon qui s’y trouve peut alors être passé à la flamme.
Puisque les vapeurs de combustion sont plus lourdes que l’air, la pipette est déposée à
l’horizontale pendant quelques secondes, au plus quelques minutes, suivant la taille de
l’échantillon. La couleur de la bande indicatrice est lue en référence avec la charte de
couleur fournie par le manufacturier. Les tableaux 1 et 2, fournis en annexe, fournissent les
pH de combustion des différents plastiques.
Les bandes indicatrices, Color pHast de Merck,
utilisées pour la mesure du pH, sont trop larges
pour la pipette Pasteur. Elles sont coupées
dans le sens de la longueur.
L’extrémité libre de la bande indicatrice est
pliée avant son insertion dans la pipette. Ce pli
retiendra la bande en suspension dans la
pipette. Il suffira pour finir de sceller la partie
tubulaire avec un bouchon de pâte à modeler
(Plasticine), avant de porter l’échantillon à la
flamme.
Les bandes indicatrices de pH doivent
obligatoirement être activées à l’eau avant
usage.
L’échantillon est porté à la flamme pour libérer
les vapeurs de combustion qui influenceront les
indicateurs placés dans la partie tubulaire de la
pipette. Puisque les vapeurs de combustion
sont plus lourdes que l’air, la pipette sera mise
à plat quelques secondes, tout au plus
quelques minutes, pour permettre aux vapeurs
d’atteindre la bande indicatrice.
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Avant d'être brûlé, l’échantillon peut être soumis à un test de gravité spécifique dans des
solutions saturées de sel (les tableaux 3, 4 et 5 fournis en annexe, sont des références pour
la gravité spécifique des plastiques). Cette information constitue une autre piste importante
d'identification. Un très petit échantillon peut ainsi être mis à flotter dans différentes
solutions. Il flottera s’il est moins dense et calera si sa densité est supérieure à celle de la
solution. Ainsi, les polyoléfines (polythène et polypropylène) flottent dans l’eau, ce qui
permet de les repérer facilement. La présence de charges dans la résine peut en altérer la
densité, mais ce facteur est tenu en compte dans les tables de référence.
En comparant les couleurs de la
bande indicatrice aux échelles du
fournisseur, on obtient la lecture du
pH. Ici, de haut en bas, pH 4.0, pH
6.0 et pH 9.0 (résultat lisible sur le
verso de la boîte).
Ces lectures seront ensuite comparées aux valeurs de pH
obtenues de la combustion de différents plastiques, valeurs
fournies dans les tables de référence ci-jointes.
En mettant un échantillon à flotter dans de l’eau et dans des solutions de
différente densité (solutions saturées de sel) on obtient, par déduction, sa
gravité spécifique ou densité. Des tables de référence sont jointes.
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Ces éléments d’informations pourront être ajoutés aux tests de solubilité avec lesquels le
restaurateur est déjà familier. C'est généralement l'enchaînement des informations qui
permet de caractériser un matériau.
Conclusion
Ces tests miniaturisés requièrent un minimum d'entraînement. C'est pourquoi la première
étape consiste à se doter de matériaux plastiques de référence. Ceux-ci serviront à
apprivoiser la technique et, par la suite, à valider les réactifs avant de procéder à l'analyse
du matériau inconnu. Il est recommandé, avant chaque test, de procéder à l'analyse avec un
échantillon de référence.
L'identification des plastiques et des élastomères est souvent compliquée par la nature du
matériau, qui peut être le résultat d'une copolymérisation ou constitué d'un mélange de
polymères, comporté des plastifiants, des stabilisants, des agents colorants, des charges,
etc. Bien que ces tests miniaturisés n'aient pas la prétention de pouvoir identifier tous les
plastiques, ils sont simples, efficaces, efficients et tout à fait adaptés lorsqu'il s'agit
d'obtenir rapidement une confirmation sur l'identité d'un matériau plastique ou d'un
élastomère.
Dans les pages qui suivent, vous trouverez 7 tests miniaturisés. La présentation de chacun
comporte une description de son application, la liste du matériel requis, la procédure du
test, son interprétation, les recommandations de sécurité, la source du test et enfin, les
fournisseurs des réactifs, incluant prix et quantités.
La taille de l’échantillon à soumettre à un test par pyrolyse peut être si petite qu’il est à
peine visible à l’œil nu. Il est ici grossi pour faciliter la lisibilité.
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TEST DE BEILSTEIN
Application :
Test de pyrolyse servant à identifier l'ion chlore présent dans les vinyles (chlorures
vinyliques : PVC et PVDC), mais également dans les caoutchoucs hydro chlorés de même
que les adhésifs à base de chloroprène du genre colle contact.
Matériel requis
Fil de cuivre de fin calibre et pièces de balsa
Brûleur à l'alcool
Procédure :
Le fil de cuivre doit être exempt de contamination : pour cette raison il est recommandé de
changer de fil après chaque test. Un bout de fil est coupé et planté dans un morceau de
balsa avant d’être approché de la flamme.
Le filament de cuivre est rougi avant de toucher la surface à analyser. Il est ensuite ramené
dans la flamme. Si celle-ci vire au vert incandescent, le test est positif ; l’échantillon
contient du chlore.
Interprétation :
Le test sert également à différencier les thermoplastiques, qui fondent au contact du fil
chaud, des thermodurcissables, qui ne fondent pas. Par conséquent, même si le résultat est
négatif, il fournit tout de même cet utile élément d'information.
Les adhésifs au chloroprène réagiront positivement au test de Beilstein.
Les caoutchoucs hydrochlorés, qui pourraient être confondus avec les caoutchoucs
vulcanisés à cause de leur apparence, seront repérés par leur réaction positive au test de
Beilstein et négative au test à l'acétate de plomb (cf. test à l’acétate de plomb utilisé pour
repérer le soufre dans les caoutchoucs vulcanisés). Certains chlorures de polyvinyle
d'aspect caoutchouteux pourraient être confondus avec l'hydrochlorure de caoutchouc. En
cas de doute, un test de solubilité au tétrachlorure de carbone permettra de faire la
différence : le caoutchouc est soluble alors que le vinyle ne l'est pas. Le test n'est pas
sensible aux chlorures minéraux.
Certains ralentisseurs de flamme peuvent produire des faux positifs. En cas de doute, une
mesure en pipette du pH des vapeurs de combustion peut faire la différence : les chlorures
vinyliques ont des fumées très acides : pH autour de 1.0 (cf. tableaux 1 et 2 en annexe).
Recommandations :
Tester d'abord la procédure sur un échantillon de référence.
Le test produit une brûlure de surface, aussi faut-il utiliser un fil de petit calibre et choisir
judicieusement la zone d'analyse afin de minimiser le dommage.
Changer de fil après chaque test pour éviter toute contamination.
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Référence :
Notes de l’Institut canadien de conservation, NOTE 17/1.
Pour éviter de se brûler les doigts, le fil de cuivre est planté dans un tasseau de bois mou, du balsa.
Le fil est chauffé blanc avant d’être mis en contact avec le matériau à analyser. Il est
immédiatement ramené la flamme qui tourne alors au vert si l’échantillon contient l’ion chlore.
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TEST À LA DIPHÉNYLAMINE
Application :
Ce test, à prélèvement par frottis, sert à identifier les oxydes d'azote présents dans les
nitrates de cellulose (celluloïds, Xylonites, Parkésine)
Matériel et fournitures :
Lame de microscope avec extrémité dépolie
Compte-gouttes jetables ou tubes capillaires
Diphénylamine, free base purified: Sigma, # prod. : D 2385, U $ 20.00/5g
Réactif : 0.5 % diphénylamine dans acide sulfurique à 70 % (70 parts d’acide pour 16 parts
d’eau)
Procédure :
Le matériau à identifier est
doucement frotté sur l'extrémité
dépolie de la lame de microscope.
Une goutte de réactif est appliquée
dans la zone dépolie. L'apparition
d'un bleu intense constitue un
résultat positif.
L’objet est passé doucement sur la
partie dépolie d’une lame de
microscope.
Interprétation :
Le test est très sensible : la contamination des surfaces peut parfois donner de faux positifs.
On pratiquera le prélèvement sur une lame propre et on changera de lame à chaque
échantillon. En cas de doute, on peut
procéder au test de Molisch effectué
à partir d'un prélèvement par frottis.
En présence d'un nitrate de cellulose,
ce test donne une coloration verte
caractéristique. Le test ne peut servir
à
différencier
les
films
photographiques au nitrate de ceux à
l'acétate de cellulose : il existe un test
simple et efficace qui permet de faire
cette
différenciation.
Voir
le
Le réactif est passé en travers du
Microtest à l’iodure de potassium et amidon:
http://www.ccq.mcc.gouv.qc.ca/formulaires/test_iode.pdf trait laissé par l’objet sur la partie
dépolie de la lame de microscope.
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Recommandations :
L'acide sulfurique est un agent oxydant fort : pour éviter les accidents, avant d'ouvrir le
contenant de réactif, retirer l'objet du champ opératoire et porter des gants. Ouvrir le
contenant au moment désiré, le refermer sans attendre et protéger le plan de travail.
Référence :
Notes de l’Institut canadien de conservation, NOTE 17/2.
Le réactif réagira avec l’échantillon au point de croisement du réactif avec
l’échantillon.
Un résultat positif au test de diphénylamine se traduit par l’apparition d’une
couleur bleue intense.
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TEST À L'ACÉTATE DE PLOMB
Application :
Ce test de pyrolyse en pipette sert à déceler la présence de soufre et par conséquent, il est
fort utile dans le repérage des caoutchoucs vulcanisés qu'ils soient souples ou durs comme
l'étaient la vulcanite et l'ébonite, par exemple. Il peut aussi servir à identifier des fibres
protéiques telles que les cheveux, la soie, et la babiche.
Matériel et fournitures :
Bandelettes de papier imprégné d'acétate de plomb : Fisher Scientific, #cat. 14-862, $
52.39/boîte de 24 flacons contenant 100 papiers chacun
Peroxyde d’hydrogène dilué à 5 % v/v dans l’eau
Pipette Pasteur 5po3\4 : Fisher Scientific, # cat. 13-678-6G, $ 18/boîte de 200
Brûleur à l'alcool
Plasticine
Procédure :
Fermer l'extrémité capillaire de la pipette en l'exposant à la flamme. Prélever un échantillon
du matériau à tester. Un échantillon de la taille du point sur un i est amplement suffisant.
Insérer l'échantillon dans la pipette. Tailler la bandelette de papier préimprégnées dans le
sens de la longueur afin qu'elle puisse s'introduire facilement dans le col de la pipette. Plier
l'extrémité qui servira à suspendre la bandelette dans la pipette et tremper l'autre extrémité
dans l'eau. Introduire la bandelette dans le tube et en refermer l'embouchure, avec un
bouchon de Plasticine. Pour tirer le maximum d’informations de cette pyrolyse, il est
également possible d’ajouter une bande indicatrice de pH dans le tube avant de le sceller
(voir la section Mesure du pH et de la gravité spécifique). Porter la pipette à la flamme et
brûler l'échantillon qui se trouve à l'intérieur. Étant donné que ce dernier est très petit et que
la fumée produite est plus lourde que l'air, il faut déposer la pipette et attendre quelques
minutes (10 minutes maximum) avant que le résultat n'apparaisse. La présence de soufre
fera brunir le papier imprégné : c'est que l'acétate de plomb, qui est blanc, est transformé en
sulfure de plomb qui est noir. En retirant la bande de la pipette et en appliquant une goutte
de peroxyde dilué sur la partie brunie du papier qui redeviendra blanche (l'oxydation du
sulfure génère un sulfate de plomb blanc), la présence du soufre sera confirmée.
La bande d’acétate de plomb, coupée
dans le sens de la longueur et activée à
l’eau, est introduite dans la pipette. La
pipette est ensuite obturée avec de la
pâte à modeler.
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Interprétation :
Même si le résultat est négatif, le test aura permis de faire certaines observations utiles à
l'identification du matériau : comportement à la chaleur, odeur des produits de combustion
et même pH des vapeurs.
Par exemple, un échantillon négatif qui aurait fondu à la chaleur et dont le pH des fumées
serait très acide (pH entre 0.0 et 1.0) pourrait être un vinyle. Une hypothèse qu'un Beilstein
confirmerait.
Recommandations :
Le peroxyde, même dilué, demeure corrosif : une fois l'échantillon prélevé, on éloignera
l'objet du champ opératoire, on portera des gants et on protégera le plan de travail. Le test
étant destructeur, il est préférable d'en maîtriser à l'avance la procédure avec des
échantillons de référence et de procéder à un test de gravité spécifique avec l’échantillon
avant de le brûler.
Référence :
Browning, B.L., Analysis of Paper, 2nd edition, Marcel Dekker, New-York and Basel, 1977
L’échantillon est porté à la
flamme pour libérer les
vapeurs de combustion.
Au bout de quelques secondes, la bande indicatrice
se noircira si l’échantillon contient du soufre.
Si une goutte de peroxyde, appliquée sur la
partie noircie de la bande indicatrice, fait virer le
papier au blanc, la présence de soufre est alors
confirmée.
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TEST À L'HYDROCHLORURE D'HYDROXYLAMINE
Application :
Ce test en éprouvette repère la présence de l'ion acétate. Il est utile pour identifier les objets
constitués d'acétates de cellulose, mais également pour détecter les adhésifs à base
d'acétate de polyvinyle.
Matériel et fournitures :
Éprouvettes jetables de 3 ou 5 ml
Compte-gouttes jetables
Pipette graduée d’un ml ou seringue à tuberculine
Solution 1- hydroxyde de potassium 6 % (1N) dans le méthanol : Fisher Scientific, #cat.
SP220-1, $ 39\litre
Solution 2- hydrochlorure d'hydroxylamine, solution saturée dans le méthanol (1g dans
19ml) : Sigma-Aldrich, #cat. 15j941-7, U$6.60/100g
Solution 3- chlorure ferrique 1 % dans l'eau : Sigma-Aldrich, #cat.20, 292-6,
U $ 8.80/100g
Solution 4- acide chlorhydrique 20 % dans l'eau
Procédure :
Mettre l'échantillon à tester dans l'éprouvette. La tête d'une épingle de couturière
correspond à la taille requise pour cet échantillon. Ajouter 1 ml de la solution 1 et deux
gouttes de la solution 2. Agiter et attendre 3 minutes avant d'ajouter deux gouttes de la
solution 3. Agiter et ajouter goutte à goutte la solution 4 en agitant après chaque goutte.
Jusqu'à 10 gouttes peuvent être nécessaires. Un résultat positif se manifeste par la
coloration en rose violacé de la solution. La coloration jaune ne constitue pas un résultat
positif.
Interprétation :
On rapporte que le cyanoacrylate et le nitrate de cellulose peuvent donner des faux positifs.
Le test à la diphénylamine, très peu destructeur, identifie l'ion nitrate. On s’en servira pour
éliminer la possibilité d'un nitrate de cellulose. Les cyanoacrylates servent surtout à la
fabrication d'adhésifs et pourraient être confondus avec un acétate de polyvinyle. Toutefois,
le cyanoacrylate est un thermodurcissable et il ne fond pas avant de se décomposer à la
chaleur : un test de brûlage permettrait de le distinguer de l'acétate de polyvinyle qui est un
thermoplastique (ramollit et fond à la chaleur).
Recommandations :
Ce test est destructeur et la taille de l'échantillon est relativement importante ; on
recommande de s'en servir pour confirmer un autre test. Il peut donc servir à confirmer un
acétate de cellulose après qu'un test de Molisch, qui détecte la présence de cellulose, ait été
effectué. Parce que la proportion des réactifs est critique dans ce test, on a intérêt à en
maîtriser la procédure avec des échantillons de référence avant de procéder avec l'objet de
musée. La solution d'hydrochlorure d'hydroxylamine est sensible à la lumière ; il est
préférable de la conserver dans un contenant en verre marron et d'en vérifier la réactivité
sur un échantillon de référence. Certains des réactifs utilisés sont corrosifs et d'autres sont
toxiques.
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La préparation des solutions exige certaines précautions élémentaires : port de gants et de
tablier. De plus, on évitera d'inhaler le méthanol.
Référence :
Coxon, Helen, « Practical Pitfalls in the Identification of plastics », Les Actes de la
conférence Symposium 91 - Sauvegarder le XXe siècle, Institut canadien de conservation,
Ottawa, 1993, pp 395 à 406.
Le test à l’hydro chlorure d’hydroxylamine se fait en éprouvette et
requiert 4 réactifs.
Trois minutes séparent l’addition
Il est important d’agiter l’éprouvette
de la solution 3 (2 gouttes) de
entre chaque goutte de la solution
l’ajout de la solution 2 (2 gouttes). 4 (acide chlorhydrique) ajoutée.
Les réactifs sont ajoutés à la fois dans
l’éprouvette de référence, dans celle
du blanc et dans celle de l’échantillon.
Un résultat positif s’exprime par le
virage de la solution au rose
violacé ; dans le cas
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contraire, la solution reste jaune.
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INDICATEUR DE FORMALDÉHYDE
Application :
Ce test semi-quantitatif est commercialement utilisé pour détecter la présence de
formaldéhyde dans les désinfectants et agents de conservation. Il peut également déceler la
présence de formaldéhyde (urée, phénol et mélamine formaldéhyde).
Matériel et fournitures :
Ensemble à tester Merkoquant, BDH-VWR, #cat. M10036-01, $ 59.47\100 tests,
comprenant éprouvette, solution de soude et bandes tests imprégnées d'un indicateur coloré,
Pipette Pasteur, Fisher Scientific, # cat. 13-678-6G, $ 18/boîte de 200
Plasticine,
Brûleur à l'alcool.
Procédure :
Le mode d'emploi fourni par le manufacturier est simple. Toutefois avec des échantillons
solides et minuscules, constitués de formaldéhyde fortement lié tel que phénol et mélamine
formaldéhydes, il peut donner des faux négatifs. Afin de les éviter, nous proposons de
procéder de la façon suivante : introduire l'échantillon à analyser (de la taille d'un point sur
un i) dans une pipette pasteur précolmatée à la flamme. Couper une bande test dans le sens
de la longueur. Ajouter une goutte de la solution de soude à la demi-bande test. Celle-ci
tourne alors du jaune au rose. Plier et suspendre cette bande dans la pipette avant de fermer
avec un bouton de plasticine. L'échantillon est ensuite porté à la flamme. Il faut attendre le
résultat quelques minutes (maximum10), mais il est alors très clair : la bande test vire au
violet en présence de formaldéhyde.
Interprétation :
Mis à part l'acétaldéhyde et le glutaraldéhyde, qui de toute façon donnent des couleurs
différentes, le fabricant ne signale aucun faux positif. Il est à noter que la caséine réagira
positivement.
Recommandations :
Ce test étant destructeur, il est recommandé de l'utiliser uniquement après un test mesurant
le pH des vapeurs de combustion. On s’aura alors qu’il s’agit d’un thermodurcissable :
échantillon qui ne ramollit pas avant de brûler. Un pH alcalin (pH autour de 9.5) est une
autre indication positive pour les mélamine et urée formaldéhydes. Il sera neutre (pH~7.0)
s’il s’agit d’un phénol formaldéhyde. De plus, on a également intérêt à maîtriser la
procédure avec des échantillons de référence avant de procéder avec l'objet de musée. La
mesure du pH ne peut être menée simultanément avec le test à cause du réactif alcalin qui
active la bande indicatrice.
Référence
Test commercial
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Sur la bande indicatrice,
coupée dans le sens de la
longueur, est appliquée une
goutte du réactif
commercial. La partie
indicatrice jaune de la
bande vire alors au rose. La
bande est introduite dans la
pipette, qui est obstruée
avec de la pâte à modeler.
L’échantillon passé à la flamme
dégage des vapeurs de
combustion.
NÉGATIF
POSITIF
Au bout de quelques temps (quelques secondes et au plus, quelques minutes), la présence de
formaldéhyde dans l’échantillon fait virer l’indicateur au violet.
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TEST DE MOLISCH
Application :
Ce test, à prélèvement par frottis, sert à déceler la présence de cellulose. Il réagira à la
présence de cellulose modifiée telle que l'acétate et le nitrate de cellulose. De plus, sa
réaction est différente suivant qu'il s'agit de nitrate ou d'acétate de cellulose. Il réagira
positivement en présence de bois, de papier et de coton.
Matériel et fournitures :
Lame de microscope avec extrémité dépolie
Compte-gouttes jetables ou tubes capillaires
1- naphtol Sigma #cat. N199-2, U$ 18\100, 2 % dans l'éthanol (dénaturé ou alimentaire)
acide sulfurique concentré
Procédure :
Le matériau à identifier est doucement frotté sur l'extrémité dépolie de la lame de
microscope.
Une goutte de la solution de naphtol est appliquée sur le prélèvement. Après évaporation du
solvant, une goutte d'acide sulfurique est déposée dans la zone dépolie.
L'apparition de rouge constitue un résultat positif pour l'acétate de cellulose alors qu'un vert
est caractéristique du nitrate de cellulose.
Interprétation :
La présence de bois comme charge à l'intérieur d'une résine pourrait donner un faux positif.
Toutefois, si la résine est translucide, comme c’est souvent le cas avec les acétates et les
nitrates de cellulose, elle ne contient pas de charge. Le test ne peut servir à différencier les
films photographiques au nitrate de ceux à l'acétate de cellulose : il existe un test simple et
efficace qui permet de faire cette différenciation. Voir le Microtest à l’iodure de potassium
et à l’amidon : http://www.ccq.mcc.gouv.qc.ca/formulaires/test_iode.pdf
Recommandations :
Ce test très peu destructeur peut servir de prétest à celui au chlorure d'hydroxylamine.
Il est à noter que le 1-naphtol est très toxique pour les humains (cancérigène et tératogène)
et que l'acide sulfurique est très corrosif. Il faut prendre toutes les précautions d'usage :
après le prélèvement de l'échantillon, retirer l'objet du champ opératoire, porter des gants et
un tablier, n'ouvrir les contenants de solution qu'au moment de s'en servir, refermer
immédiatement après usage, protéger le plan de travail, etc.
Référence
SAUNDERS, K., J., The Identification of Plastics and Rubbers, Chapman and Hall, 1966,
p.21.
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La collecte de l’échantillon s’effectue en frottant
délicatement l’objet sur l’extrémité dépolie d’une lame
de microscope.
Le test de Molish utilise deux réactifs. Le premier se
trouve dans un solvant volatile.
POSITIF
Aussitôt le solvant évaporé, la lame sera prête à
recevoir le deuxième réactif.
Un résultat positif est confirmé par l’apparition d’un trait
rouge à l’emplacement de l’échantillon.
ACÉTATE
NITRATE
Ce test peut également servir à confirmer un nitrate de cellulose en donnant plutôt une
coloration verte.
19
Identification des plastiques et des élastomères
Centre de conservation du Québec
TEST AU (DIMÉTHYLAMINO)BENZALDÉHYDE
Application :
Le test de pyrolyse décrit ici sert à déceler les polyamides (nylon) et les polycarbonates.
Également, en changeant l'acide chlorhydrique pour de l’acide acétique, il peut identifier un
polyuréthane.
Matériel et fournitures :
Pipette Pasteur, Fisher Scientific, # cat. 13-678-6G, $ 18/boîte de 200
Plasticine
Coton-tige
Brûleur à l'alcool
Méthanol
Acide sulfurique concentré
Acide acétique concentré
p-(diméthylamino) benzaldéhyde, Sigma #cat. 10,976-2, U $ 17.20/100g
Solution 1- p-(diméthylamino)benzaldéhyde, 14 % dans le méthanol
Solution 2- acide chlorhydrique concentré ou acide acétique concentré (pour le
polyuréthane)
Procédure :
Colmater à la flamme l'extrémité capillaire de la pipette. Introduire l'échantillon à analyser.
Un échantillon de la taille du point sur un I suffit. Appliquer deux gouttes de la solution 1
et deux gouttes de la solution 2 sur un coton-tige et introduire ce coton-tige dans la pipette
avant de la fermer avec un bouton de plasticine. Passer l'échantillon à la flamme. Si le
coton se colore en rouge violacé, l'échantillon est un polyamide, et s’il se colore en bleu, il
s’agit d’un polycarbonate. Ces deux polymères sont très différents et ne peuvent pas par
conséquent, être confondus : ce test est donc utile lorsqu'il s'agit de distinguer un
polystyrène ou un acrylique d'un polycarbonate ou pour faire la différence entre un
polyester et un nylon.
Il est à noter qu’en présence d'acide acétique, le p-(diméthylamino)benzaldéhyde peut
également servir à identifier le polyuréthane. La manipulation de l'échantillon est la même
que celle décrite ci-dessus. Lorsque le coton-tige prend la couleur jaune, le test est positif.
Interprétation :
Les polyesters, polyoléfines et polystyrène ne donnent pas une réaction colorée. Ce test
peut donner un faux positif en présence de protéines ; en cas de doute, on procédera à un
test de Biuret. Nous avons toutefois remarqué qu'en l'absence du p-(diméthylamino)
benzaldéhyde, seul le polycarbonate réagit avec l'acide chlorhydrique en produisant une
vapeur rouge dans la partie capillaire de la pipette. De plus, ce dernier se décompose en
émettant une épaisse fumée brune alors que le polyamide devient transparent et ne produit
pas de fumée.
20
Identification des plastiques et des élastomères
Centre de conservation du Québec
Recommandations :
Les acides sont très corrosifs : après le prélèvement de l'échantillon, retirer l'objet du champ
opératoire, porter des gants et un tablier, n'ouvrir le contenant de solution qu'au moment de
s'en servir, refermer immédiatement après usage, éviter d'inhaler le méthanol et protéger le
plan de travail.
Référence:
Saunders, K.J., "The Identification of Plastics and Rubbers, Chapman and Hal, 1966, p.54.
Le test au (diméthylamino) benzaldéhyde utilise deux
réactifs. Ceux-ci sont déposés sur un coton-tige qui
sera ensuite utilisé comme indicateur dans une pipette
Pasteur, fermée par une boule de pâte à modeler.
L’échantillon est ensuite passé à la flamme afin de
libérer les vapeurs de combustion.
POLYURÉTHANE
POLYCARBONATE
NYLON
Réactions colorées produites par trois échantillons : le premier, du nylon, le second, un
polycarbonate, et le troisième, obtenu en permutant l’acide chlorhydrique avec l’acide
acétique, est un polyuréthane.
21
Identification des plastiques et des élastomères
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ANNEXES
Tableaux de pH des vapeurs de pyrolyse
Tableaux de gravité spécifique des plastiques
22
Identification des plastiques et des élastomères
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Tableau 1
Valeurs de pH des vapeurs de combustion
obtenues du chauffage de matériaux en feuille1
Materiau
pH
PVC/PVDC
Triacétate de cellulose
Polyéthylène/Polypropylène
Poly(éthylène téréphthalate) (Mylar)
Polycarbonate
Polystyrène
Polyamide (Nylon)
0.0–0.5
2.5
3.0–4.0
4.0
4.5–5.5
5.5
9.0–10.00
Tableau 2
pH des vapeurs de combustion des plastiques
Litmus et papier pH*2
Papier pH Litmus
Rouge
0.5–4.0
Polymères halogénés
Esters de polyvinyle
Esters de cellulose
Polyéthylène téréphthalate
Novolacs
Élastomères de polyuréthane
Résines de polyester insaturé
Polymères contenant du fluor
Fibres vulcanisées
Sulfures de polyalkylène
Pratiquement inchangé
5.0–5.5
Polyoléfines
Alcool de polyvinyle
Acétals de polyvinyle
Éthers de polyvinyles
Polystyrènes
(incluant
copolymers
de
styrèneacrylonitrile)**
Polyméthacrylates
Polyoxyméthylène
Polycarbonates
Polyuréthanes linéaires
Silicones
Résines phénoliques
Résines époxy
Polyuréthanes réticulés
Bleu
8.0–9.5
Polyamides
ABS polymers
Polyacrylonitrile
Résines phénolique et résines crésol
Résines Amino (aniline-, melamine-,
and urée-formaldehyde)
* Chauffés lentement dans un tube à pyrolyse
** Quelques échantillons affichent un comportement légèrement alcalin
1
Coxon, H. C. 1993. Practical Pitfalls in the Identification of Plastics. In Saving the Twentieth Century: The
Conservation of Modern Materials, Proceedings of a Conference: Symposium 91 – Saving the Twentieth
Century, Canadian Conservation Institute.
2
Braum. Dietrich, Simple Methods for Identification of Plastics, Hanser, 2nd ed., Collier Macmillan,
Cambridge, Ontario, 1986.
23
Identification des plastiques et des élastomères
Centre de conservation du Québec
Tableau 3
Gravité spécifique de quelques plastiques3
ABS
Casein
Acétate de cellulose
Nitrate de cellulose
Ébonite
Nylon
Phénol-formaldehyde
Polycarbonate
Polyéthylene
Poly(éthylene terephthalate)
Poly(méthyle méthacrylate)
Polypropylène
Polystyrène
Chlorure de polyvinyle
Urée- et melamineformaldéhyde
1.04-1.10
1.26
1.35
1.25-1.35
1.34-1.38
1.45
1.08-1.25
1.25-1.80
1.01-1.16
1.27-1.30
1.36-1.46
1.54-1.75
1.75-1.92
Pure
Plastique
Plastique
Film
Non chargée
Chargée
Non chargée
Charge de cellulose
Charge minérale
Charge minérale ou de fibres de
verre
1.20- 1.22
0.91–0.95
1.38–1.41
1.16–1.20
0.85–0.92
1.04–1.08
1.19–1.35
1.38–1.41
1.50
Plastifiée
Rigide
Pure
1.80–2.10
Chargée
Gravité spécifique de solutions aqueuses saturées
eau
Chlorure de sodium
Chlorure de magnesium
Chlorure de calcium
Chlorure de zinc
•
1.00
1.20
1.26•
1.45
1.89•
35.9g /100ml at 25°C
54.2g/100ml at 20°C
74.5g/100ml at 20°C
432g/100ml at 25°C
Ces valeurs ont été corrigées pour correspondre à celles du Merck Index
3
Coxon, H. C. 1993. Practical Pitfalls in the Identification of Plastics. In Saving the Twentieth Century: The
Conservation of Modern Materials, Proceedings of a Conference: Symposium 91 – Saving the Twentieth
Century, Canadian Conservation Institute.
24
Identification des plastiques et des élastomères
Centre de conservation du Québec
Tableau 4
Gravité spécifique des plastiques4
.
.
.
Ces valeurs ont été corrigées pour correspondre à celles du Merck Index
4
Coxon, H. C. 1993. Practical Pitfalls in the Identification of Plastics. In Saving the Twentieth Century: The
Conservation of Modern Materials, Proceedings of a Conference: Symposium 91 – Saving the Twentieth
Century, Canadian Conservation Institute
25
Identification des plastiques et des élastomères
Centre de conservation du Québec
Tableau 5
Densités approximatives de certains plastiques5
Densité :
g/cm3
0.80
0.83
0.85-0.92
0.89-0.93
0.91-0.92
0.91-0.93
0.92-1.0
0.94-0.98
1.01-1.04
1.03-1.05
1.04-1.06
1.04-1.08
1.05-1.07
1.06-1.10
1.07-1.09
1.12-1.15
1.13-1.16
1.1-1.4
1.14-1.17
1.15-1.25
1.16-1.2
1.18-1.24
1.19-1.35
1.20-1.22
1.20-1.26
1.26-1.28
1.21-1.31
1.25-1.35
1.30-1.41
1.3-1.4
1.34-1.40
1.38-1.41
1.38-1.41
1.41-1.43
1.47-1.52
1.47-1.55
1.5-2.0
Matériau
Caoutchouc à base de silicone (chargé:jusqu’à 1.25 )
Polyméthylpentène
Polypropylène
Polyéthylène haute pression (basse densité)
Polybutène-1
Polyisobutylène
Caoutchouc naturel
Polyéthylène basse pression (haute densité)
Nylon 12
Nylon 11
Copolymères d’acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS)
Polystyrène
Oxyde de polyphénylène
Copolymères de styrène-acrylonitrile
Nylon 610
Nylon 6
Nylon 66
Résines époxy, résines de polyester insaturé
Polyacrylonitrile
Acétobutyrate de cellulose
Acétate de polyvinyle
Propionate de cellulose
PVC plastifié (approx. 40% de plastifiant)
Polycarbonate (à base de bisphénolA)
Polyuréthanes réticulés
Résine de phénolformaldéhyde (sans charge)
Alcool polyvinylique
Acétate de cellulose
Résines de phénolformaldéhyde chargées avec des matières
organiques : papier, tissus
Fluorure polyvinylique
Celluloïde
Polyéthylène terephtalate
PVC rigide
Polyoxyméthylène (polyformaldéhyde)
Urée et mélamine formaldéhydes avec charges organiques
PVC
Phénoplaste et aminoplaste avec charges organiques
5
Braum. Dietrich, Simple Methods for Identification of Plastics, Hanser, 2nd ed., Collier Macmillan,
Cambridge, Ontar
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Identification des plastiques et des élastomères
Centre de conservation du Québec
1.7-1.8
1.8-2.3
1.86-1.88
2.1-2.2
2.1-2.3
Fluorure de polyvinylidène
Résines polyester et époxy chargées avec fibres de verre
Chlorure de polyvinylidène
Polytrifluoromonochloroéthylène
Polytétrafluoroéthylène
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